Histološka, imunohistokemijska i MRI analiza razvoja strukturne osnove somatosenzoričkoga talamokortikalnoga sustava u ljudskom fetusu

disertacija

• Naslov (engleski): Histological, immunohystochemical and MRI analysis of the development of the structural basis of the somatosensory thalamocortical system in the fetal human brain
• Autor: Višnja Majić Zidarić
• Mentor: Željka Krsnik (mentor)
• Mentor: Ivica Kostović (komentor)
• Član povjerenstva: Milan Radoš (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mario Vukšić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Vlatka Mejaški-Bošnjak (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Medicinski fakultet; Zagreb
• Datum i država obrane: 2022-04-13, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: BIOMEDICINA I ZDRAVSTVO; Temeljne medicinske znanosti; Neuroznanost
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 61 - Medicina

Sažetak

Talamokortikalna vlakna su glavni izvor subkortikalnih informacija za koru velikog mozga, te je razvoj talamokortikalnih veza glavni neurorazvojni događaj koji omogućuje stvaranje strukturne osnove za različite osjete, uključujući bol. Ključnu ulogu u tom procesu ima međusobna interakcija talamokortikalnih vlakana i prolaznih fetalnih zona koje uz promjene u agregaciji i diferencijaciji stanica u talamusu i kortikalnoj ploči usko odražavaju rast talamokortikalnihaksona. Cilj rada je istražiti razvoj ventroposteriolateralnog područja talamusa i somatosenzoričke kore čime se mogu dobiti pouzdani strukturni pokazatelji diferencijacije talamokortikalnog sustava. Istraživanje uključuje postmortem fetalne mozgove starosti 7.5 – 36 TNZ-a koji su obrađeni raznim histološkim, imunohistokemijskim i in vitro MR metodama. Rast talamokortikalnih vlakana je izrazito složen te se prati od embrionalnog perioda pa svedo kasnog fetalnog razdoblja. Rezultati ukazuju na rani (7.5 TNZ-a) rast talamokortikalnih vlakana kad se nalaze u ventrolateralnom dijelu talamusa. Pojava velikih talamičkih teritorijadogđa se između 9. i 10. TNZ-a. AChE i CD15 bojenje najistaknutiji su biljezi za buduće ventrolateralno područje. Između 12. i 14. TNZ-a, vlakna rastu unutar dubljih slojeva intermedijalnezone i ulaze u kortikalnu ploču, paralelno sa širenjem subplate zone. Potom započinje bliska interakcija s kalozalnim vlaknima i započinje faza čekanja u subplate zoni. VPL jezgra se sigurno ograničava od 15. TNZ-a i započinje njena daljnja citoarhitektonska maturacija. Od 19. TNZ-a vlakna se nakupljaju u površnim područjima subplate zone odmah ispod buduće somatosenzoričke kore. Prodiranje vlakana u kortikalnu ploču (oko 24. TNZ-a) prati početnu laminaciju kortikalne ploče, što se vidi na preparatima bojanim AChE, MAP2, Nissl i na in vitro MR snimkama. Između 25. i 34. TNZ-a, kortikalna ploča pokazuje osnovni šesteroslojni uzorak. Glavne odlike rastućih talamokortikalnih vlakana su lepezasto širenje prema lateralno, kratak put kroz sagittal strata te interdigitacija s kalozalnim vlaknima. Ventroposterolateralno područje talamusa citoarhitektonski diferencira prije somatosenzoričke kore. Najveći stupanj citoarhitektonske diferencijacije događa se oko 27. TNZ-a i prati ga eksponencijalni trend razvitka. Ovaj trenutak se poklapa s razdobljem intenzivne sinaptogeneze u korteksu. Podatci o prostorno-vremenskom razvitku talamokortikalnih vlakana kao i prolaznih fetalnih zona i kortikalneploče bitni su za razmatranje vulnerabilnosti talamusa i funkcionalno sazrijevanje somatosenzoričkoga talamokortikalnoga sustava te pitanja vezanih uz osjet boli tijekom fetalnog perioda.

Sažetak (engleski)

Thalamocortical fibers are the main source of subcortical information for the cerebral cortex. The development of thalamocortical connections is a major neurodevelopmental event that enables formation of a structural basis for a variety of sensory sensations, including pain. The interaction of thalamocortical fibers and transient fetal zones plays a key role in this process. Importantly, changes in cell aggregation and differentiation in the thalamus and cortical plate closely reflect the growth of thalamocortical axons. This study aims to investigate the development of the ventroposterolateral region of the thalamus, as well as somatosensory cortex, to provide reliable structural indicators of differentiation of the thalamocortical system. Here we used postmortem fetal brains aged 7.5- 36. PCW processed by histological, immunohistochemical, and in vitro MRI methods. The growth of thalamocortical fibers is a complex process, that needs to be studied through development, from the embryonic period until the late fetal period. Our results indicate early (7.5 PCW) outgrowth of thalamocortical fibers located in the ventrolateral part of the thalamus. Thalamic territories were detected between 9- 10 PCW. We confirmed that AChE and CD15 immunohistochemical staining are the most prominent markers for the future ventrolateral area. We show that between the 12th and 14th PCW, the fibers grow within the deeper layers of the intermediate zone and enter the cortical plate, in parallel with the expansion of the subplate zone. After that, the close interaction of thalamocorticals with the colossal fibers begins, as well as the „waiting period" in the subplate zone. The VP nucleus is delineated from the 15th PCW and its further cytoarchitectonic maturation is detected. Fibers accumulate in the superficial areas of the subplate zone just below the future somatosensory cortex from the 19th PCW. Penetration of thalamocortical fibers into the cortical plate (at approximately 24th PCW) follows the initial lamination of the cortical plate, were detected with AChE, MAP2, Nissl and in vitro MRI. Finally, cortical plate shows a basic six-layered pattern between the 25th and 34th PCW. Our results show that the main features of growing halamocortical fibers are fan-shaped radiation to the lateral, a short path through the sagittal strata and interdigitation with colossal fibers. In addition, the ventroposterolateral region of the thalamus differentiates before the somatosensory cortex. Importantly, the highest degree of cytoarchitectonic differentiation occurs around the 27th PCW, followed by an exponential development trend that coincides with the phase of intensive synaptogenesis in the cortex. Data on the spatio-temporal development of thalamocortical fibers, transient fetal zones and cortical plate are important for considering thalamic vulnerability and functional maturation of the somatosensory thalamocortical system, including issues related to pain sensation during the fetal period.

• Ključne riječi: talamus; talamokortikalna vlakna; bol; ventroposterolateralna jezgra
• Ključne riječi (engleski): thalamus; thalamocortical fibers; pain; ventroposterolateral nucleus
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:105:575987
• Studijski program: Naziv: Neuroznanost; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski doktorski; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje biomedicine i zdravstvo (dr. sc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: 108 str.
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2022-04-25 08:40:39